關鍵詞：Zigbee、無線抄表、GPRS/CDMA；PDA  

一、應用需求

      在煤氣表抄表系統的信息化過程中，戶表數據的自動抄送及免入戶抄表具有十分重要的意義，也是行業單位迫切想要解決的問題，因為煤氣表數據抄送的準確性、及時性，直接影響煤氣表抄表系統的信息化水平、甚至管理決策、經濟效益。 傳統的手工抄表費時、費力，準確性和及時性得不到可靠的保障，這導致了相關營銷和企業管理類軟件不能獲得足夠詳細和準確的原始數據；一般人工抄表都按月抄表，對于用戶計量來說是可行的，但對于相關供應部門進行更深層次的分析和管理決策卻不夠，行業的實際需求催生著煤氣表抄表系統的技術和應用的不斷發展。

     隨著無線通信技術的不斷發展，近年來出現了面向低成本設備無線聯網要求的技術，稱之為zigbee，它是一種近距離、低復雜度、低功耗、低數據速率、低成本的雙向無線通信技術，主要適合于自動控制、遠程控制領域及家用設備聯網，我們采用zigbee技術和GPRS/CDMA技術結合，可以為煤氣表的無線抄表提供很好的解決方案。

二、技術要求

       無線抄表系統對無線通訊數據的傳輸和保存有著很高的要求，即數據可靠性要求很高；由于用電池供電，因此對功耗要求也很苛刻；無線抄表系統可以擺脫人工抄表的辦法，利用數據通訊協議傳輸數據；基于以上原因，要求設計的自動無線遠傳抄表系統應該具有計量準確、通信可靠、抄表方便、功耗低等遠程抄表系統的優點，以及節省人力、遠程監控、遠程維護的功能。

     同樣是無線抄表系統，相對于電表而言，煤氣表的抄表系統存在更多的技術難題，這主要體現在抄表終端的設計上，納起來，煤氣表的抄表終端必須解決以下幾個方面的技術要求

l          供 電

     由于煤氣表的抄表終端采用電池供電，因此，對功耗要求非常苛刻，一般而言，電池的使用時間至少要在3～6年，這取決于電池的容量、設備的耗電情況、設備的運行要求等等因素。

l          防 水

     煤氣表所處的特殊環境總是與水、潮濕分不開的，因此，抄表終端必須在防潮、防水方面仔細考慮，要能夠在這樣的環境下長時間正常工作。

l          成 本

      無論是家庭用戶，還是企業用戶，抄表終端的成本始終是繞不開的話題，特別是家庭用戶，對于成本更為敏感。這里的成本包括兩個部分：第一，一次性改造或者安裝的成本；第二，系統的運行成本。最好的方案應當是一次性投入的成本盡可能低，運行成本沒有或者非常低。

l          對煤氣表的故障檢測

      人工抄表除了抄讀煤氣表讀數外，同時還擔負著檢查煤氣表工作是否正常的任務。如果改為自動抄表系統，那么該系統應當也具備對煤氣表故障的自動檢測功能。當然，這需要煤氣表與抄表終端的配合才能實現。

l          通信可靠性

這是無線抄表系統的最基本的要求，但同時又是不很容易解決定問題。

l          無線網絡的自組織、自愈功能

自組織：無需人工干預，網絡節點能夠感知其他節點的存在，并確定連接關系，組成結構化的網絡；

      自愈功能：增加或者刪除一個節點，節點位置發生變動，節點發生故障等等，網絡都能夠自我修復，并對網絡拓撲結構進行相應地調整，無需人工干預，保證整個系統仍然能正常工作。

       具備自組織、自愈能力的自動抄表網絡才是最理想的網絡， zigbee技術能夠很好地支持這種智能型的網絡。

三、Zigbee技術簡介

      zigbee是一種無線連接技術的商業化命名，該無線連接技術主要解決低成本、低功耗、低復雜度、低傳輸速率、近距離的設備聯網應用。

       國際上，IEEE802.15.4工作組及zigbee聯盟共同致力于該無線連接技術的推廣工作，其中，IEEE802.15.4工作組主要負責制定zigbee物理層及MAC層的協議，其余協議主要參照和采用現有標準，以便于今后不同廠商設備的互聯互通； zigbee聯盟則負責高層應用及市場推廣工作。而于2002年成立的zigbee聯盟如今已經吸引了上百家芯片公司、無線設備公司的加入。目前，Freescale、TI等國際巨頭都已推出了比較成熟的zigbee開發平臺。

     ZigBee標準基于802.15.4協議棧而建立，具備了強大的設備聯網功能，它支持三種主要的自組織無線網絡類型，即星型結構、網狀結構(Mesh)和簇狀結構(Cluster tree)，特別是網狀結構，具有很強的網絡健壯性和系統可靠性。

圖一  ZIGBEE星型網絡結構

星型網絡結構特點

   支持點對點、點對多點通信

   中心節點為ZIGBEE協調器，終端節點為ZIGBEE終端設備

  所有數據經過中心節點

 適合圓形分散、距離較近的設備聯網

 

 

 

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